Zawartość
Jednym z głównych zadań w przemyśle ludzkim jest praca przeciw sile grawitacji oraz wznoszenie konstrukcji, takich jak mosty i budynki, wystarczających do wytrzymania siły grawitacji wywieranej na ich masę i ludzi, których niosą. Trzeba mieć środki do budowania tych konstrukcji, a jednym z najbardziej rozpoznawalnych elementów maszyn do precyzyjnego podnoszenia ciężkich przedmiotów jest dźwig.
Długo dominujące sylwetki na tle nieba, na których budowane są cokolwiek wielkości, dźwigi działają jak dźwignie zdolne do podnoszenia przedmiotów w pewnej odległości od silnika i punktu zaczepienia dźwigu. Odbywa się to za pomocą ramię wysięgnika, którego długość i kąt od podłoża można zmieniać w zależności od danego zadania budowlanego (lub rozbiórkowego).
Może być potrzebny wzór obliczeniowy podnoszenia, aby określić udźwig dla danej konfiguracji dźwigu. Wiąże się to głównie z podstawową geometrią, ale pomaga też trochę zrozumienia podstawowej fizyki.
Części i fizyka żurawia
Żuraw obsługiwany jest ze szczytu ruchomej i obrotowej (ale inaczej zakotwiczonej) platformy zwanej podstawą wysięgnika, która może mieć kilka metrów szerokości. Ramię wysięgnika rozciąga się w górę i na zewnątrz pod danym kątem (powiedzmy 30 stopni) na swoją długość, a na końcu tego ramienia wysięgnika znajduje się urządzenie, które podnosi ładunek, który ma być podnoszony i przemieszczany.
Obciążenie (masa razy grawitacja g lub 9,8 m / s2) jest (najlepiej) podnoszony w pionie, więc żadne siły poziome nie są w grze (w wietrzne dni spustoszenie dla operatorów dźwigów). Zamiast tego napięcie liny (siła na jednostkę długości) jest utrzymywane w kablu, gdy siła skierowana do góry dźwigu (przekierowana przez koło pasowe na górze urządzenia) dokładnie równoważy ciężar ładunku. Gdy silnik napędza T powyżej tego punktu, obciążenie przesuwa się w górę, pod warunkiem, że kabel jest wystarczająco silny, aby wytrzymać siłę.
Geometria żurawia
Oglądany z jednej strony wysięgnik żurawia, ziemia i kabel pionowy tworzą trójkąt prostokątny. Przeciwprostokątna to ramię wysięgnika, długie ramię trójkąta to odległość r od podstawy wysięgnika do ładunku, a krótkie ramię przeciwprostokątne to wysokość pionowa h „końcówki” wysięgnika nad podłożem.
Promień skuteczny r musi uwzględniać podstawę wysięgnika, a zatem jest nieznacznie skrócony w celu obliczenia nośności; oznacza to, że nie zaczyna się bezpośrednio od silnika, gdzie leży wierzchołek tego de facto prostokąta trójkąta.
Żuraw w równowadze
Płaszczyzna w równowadze nie ma ruchomych części. Oznacza to, że suma sił zewnętrznych i zewnętrznych momentów obrotowych wynosi zero. Ponieważ ładunek ma tendencję do obracania ramienia wysięgnika w dół wokół jego osi u podstawy wysięgnika, ten moment obrotowy musi być zrównoważony wraz z równoważeniem bezpośredniej siły skierowanej w dół wywieranej przez grawitację.
Obliczanie nośności żurawia
Standard wzór obliczania nośności dźwigu jest dany przez
(r) (hC) / 100,
gdzie r jest promieniem (odległość wzdłuż ziemi do ładunku), a hC jest wysokością podnoszenia razy nośnością. Z kolei udźwig jest specyficzny dla każdej wybranej długości i kąta ramienia wysięgnika i należy go sprawdzić w tabeli takiej jak ta w zasobach.
Ostateczne obliczenie jest w rzeczywistości średnią, przyjętą przy użyciu wartości hC, która jest maksymalna dla każdego wybranego promienia. Punkty uśrednione to minimalny promień, sam r, i każdy dokładny promień w jednostkach 5,0 metrów pomiędzy nimi. Zatem pełny zestaw wartości może wyglądać jak 1,9, 5,0, 10,0 i 14,2 m, a średnia w tym przypadku byłaby średnią z czterech liczb.